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摘要：在公路建设中，跨越的地理环境不相同，所遇到的公路病害问题也就千差万别。云南省地形地貌、地质条件、气候条件等因素较为复杂，这些因素对公路工程的设计、施工和运行维护都会产生直接或间接的影响。本文从云南地理环境的一些方面，对可能产生的公路工程病害进行了研究总结，可为公路建设、维护和病害治理提供参考和依据。
关键词：云南；公路工程；地理环境；病害
一、研究背景
云南省公路的已建、新建和改扩建项目逐渐增多，公路工程质量、行车安全已成为公路建设的重点。而公路工程是一种线形结构，从修建起便与周围的地理环境联系在一起。云南公路建设环境复杂多样，不同环境下的公路工程会表现出不同的工程病害。国内一些学者对公路工程病害的研究已取得一些成果。柏松平研究了云南山区公路地质病害的类型及其分布特征，并提出了相应的公路选线原则[1]；徐雨晴、何吉成综述了国内气候变化对公路交通的危害，并提出了相应的安全保障措施[2]；刘汝明，柏松平通过对云南9个地州市的19条公路的调查，研究了193条泥石流沟的分布特征、爆发特征及对公路工程的病害[3]；骆银辉等人以云南高陡斜坡崩塌的发育实例为研究对象，研究了崩塌的形成机理与防治方法[4]。目前，国内外尚未较为系统全面的总结研究云南地理环境因素与公路工程病害的关系，故对此问题进行，可为云南公路工程的建设和运行维护提供依据和参考。
二、地形地貌与公路工程病害
云南省平均海拔2,000m左右，海拔高度差异大，地形地貌主要以高原、山地为主，在高原、山地间分布着许多小型盆地（俗称“坝子”），还存在一些喀斯特地貌。由于地形地貌的形成是内力和外力共同作用的结果，故导致各地貌自然差异很大，所遇到的公路病害问题也大不相同。
1．山地
云南省山地海拔较高，起伏较大，沟谷较深。根据地理位置和相对高度，可以把云南省山地分为横断山北部峡谷区、横断山南部中山区、横断山西南部中山区、滇东北中山区、滇中南中山区几个大致区域。山地由于地貌有边坡存在，一些山体岩体较为破碎，风化程度较为强烈，容易发生一些崩塌、落石和滑坡现象。在海拔较高的山区公路，由于温度低和水的原因，路基路面还会发生冻胀、翻浆和路面湿滑等病害。
2．盆地（坝子）
“坝子”是云南省对小型盆地的一种称谓。云南坝子可大致分为以下几个区：滇中湖盆区、滇西宽谷盆地区、西双版纳河谷盆地区。云南有些坝子形成以后被海水或湖水淹没过，坝子内公路沿线会有大量的软土和淤泥分布，在路基自重和行车荷载及车辆震动的作用下，由于软土和淤泥地基承载力低、压缩变形大，会加剧路基沉降。还有一些坝子是由江河冲积、沉积形成的，整体承载力较差，将会导致路基失稳破坏。
3．喀斯特地貌（岩溶）
云南省喀斯特地貌（岩溶）主要分布在元江以北的滇东片区以及滇西保山至沧源片区，类型主要有石林、落水洞、溶沟、钟乳石、漏斗、溶洞等。这些不良的岩溶地貌，给公路工程带来不同的病害问题。溶沟、漏斗、石林、石芽等类似地质环境造成基岩起伏较大，会导致路基的不均匀沉降，最终影响公路结构的安全。若路基下有落水洞、溶洞，在车辆荷载反复震动和路基自重的作用下，则可能会导致路基变形和塌陷。若路基底部处于岩溶积水区，岩溶水会浸泡、侵蚀软化路基基础，长期反复作用下会造成路基填料流失，使路基产生塌陷或滑动，影响路基的稳定性。
三、岩土类型对公路工程的病害
公路建设会穿越不同的岩石类型和土壤类型，不同岩土的矿物组成、结构、构造及成因等和岩土形成后受外界环境的影响等都会导致不同的公路病害问题。
1．岩石
岩石作为公路工程的基础，它的质量决定着公路工程的质量。公路工程经过软质岩石地区容易产生滑坡、落石、崩塌等地质灾害。若路基建设在软质岩地基上，加上软质岩受潮软化，承载力会降低，会引起地基局部破坏和较大基础变形。在可溶性岩石（碳酸盐类岩、硫酸盐类岩石等）等地区进行公路建设，可能会出现路基塌陷和不均匀沉降，岩溶水腐蚀混凝土等公路地质病害。在膨胀岩地区，可能出现路基滑坡及胀缩变形。
2．土
云南省土壤类型繁多。在公路工程的建设中，都与土壤有直接的关系，工程性质好的土壤对工程的危害性小，工程性质较差的土壤对工程的危害性较大。
（1）软土
软土主要分布在云南山区的沟谷地带、高原坝子和湖泊周边。软土强度低，压缩性强。由于路基自重和行车荷载的反复作用，软土受力压缩，沉降变形大，可能导致路基路面沉陷，引起道路不平整、路面开裂；软土强度低容易出现滑塌等道路病害。
（2）膨胀土
膨胀土主要以昆明、昭通、曲靖、蒙自、建水等盆地最为集中。在公路边坡开挖使深部膨胀土暴露，大气的干湿循环可能引起膨胀土的反复收缩和膨胀，抗剪强度逐渐降低，在重力或雨水冲刷作用下，会引起浅层土体滑塌。在路堤填筑过程中，若膨胀土保湿性不好，含水率发生变化，可能会引起路堤边部坍塌和路面翻浆冒泥、沉陷和隆起等病害。
（3）红黏土
红黏土是云南中东部分布最广、面积最大的土壤类型，一般以山区地带居多。红黏土由于天然含水率较高、孔隙比较大，在湿热交替的条件下，裂缝较为发育，使土体完整性遭到破坏，降低了土体的强度，会严重影响公路边坡的稳定性。红黏土中常有石芽、溶沟、土洞等存在，容易导致路基的较大沉陷和不均匀沉降，导致路面不平整和开裂变形，影响行车的安全性和舒适性。
（4）黄土
黄土主要分布在曲靖地区东南部、文山州东南部、红河州南部、西双版纳等地区。在公路工程中，尤其是路堑路基，黄土边坡遇水膨胀，干燥后又收缩，反复作用下形成裂缝，降低土体的整体稳定性，在受到雨水冲刷时，容易造成滑坡。黄土受水浸湿，充填在土颗粒间的可溶性盐类物质遇水溶解，土体结构迅速破坏，导致强度降低，在行车荷载和路基自重的作用下，产生下沉，导致路基路面沉陷。
（5）冻土
冻土主要分布在滇西北和滇东北地区。一条公路可能经过短暂性冻土带、季节性冻土带和长年冻土带，由于反复的冻结和融化，使得土壤和岩层的力学性能下降，会引起路基路面的冻胀和融沉。长时间处于冻结状态，一些土壤或岩层中的水分凝结成冰，使其脆性增强，在行车荷载的作用下，容易发生断裂现象，造成路面破坏。
四、气候影响对公路工程的病害
1．温度
根据温度的差异和纬度地带性大致可以把云南省划分为高寒气候区（滇东北、滇西北高寒山区）、温带区（滇中地区）、热带区和亚热带区（滇南、滇西南、滇东南地区）。在高寒气候区，沥青混凝土路面容易发生冻胀和融沉病害，水泥混凝土路面容易导致温缩裂缝；在温带区，虽然属于四季如春型，但气温昼夜温差较大，容易使路面产生膨胀和收缩，导致路面开裂，加重路面的水损坏；在热带和亚热带地区，由于常年温度高，会使沥青路面产生推挤、车辙、拥包等病害，而水泥混凝土路面会产生边角裂缝和板块翘凸。
2．降水
云南省降水分布不均，根据降水量大致可以分为四个多雨区和三个少雨区。滇南多雨区（如金平、绿春、江城、河口等）、滇西南多雨区（如西盟、沧源、芒市、盈江等）、滇西北多雨区（怒江州北部等地）、滇东罗平多雨区，这些地区降水量大，容易引起路基路面的翻浆冒泥、塌陷；诱发公路边坡滑坡；降低沥青路面的粘结力，使路面出现槽坑、鼓包、推挤等；还会造成混凝土路面板底脱空等病害问题。云南北部金沙江河谷少雨区（楚雄州北部、大理州东部和东南部等）和云南南部元江中上游河谷少雨区（元江谷地的中上游地区），虽然这些地区降水量较少，但河谷沿线气温较高，容易使公路路面产生干缩裂缝。在滇西北少雨区（德钦、香格里拉一带），由于海拔较高导致此地区温度较低，容易使公路产生冻胀和融沉病害。
五、地质条件
云南地壳运动强烈，地质条件复杂，经常会遇到各种各样的特殊地质情况，给公路建设和维护带来复杂性和危害性。
1．地表水与地下水
云南省的地表水和地下水主要靠大气降水补给，特别是在四个多雨区，地表水和地下水比较丰富。在多雨区地表水径流量大，雨水会冲刷公路边坡，使其滑塌；在寒冷地区则可能会出现冻胀和融沉病害；地表水会使路面湿滑，危害公路行车安全。云南地下水又可分为三大类：孔隙水、岩溶水、裂隙水。孔隙水主要分布在山间盆地、河谷两岸及山麓边缘，岩溶水主要分布在滇东及滇西的中甸—大理、保山—耿马等地，裂隙水集中分布在滇中大姚—新平、石屏—易门地区及滇西的维西—思茅地区等地，主要引起地基软化、路基下沉、边坡滑塌等病害。
2．断裂活动地区
云南区域断裂构造较为发育，走向以南北向及近南北向为主，其次是西北走向和东北走向。在断裂活动中，地表形态发生很大变化，许多老断裂复活，新断裂产生，会对公路工程产生病害问题。由于云南气候环境、地质环境、地形地貌条件复杂，导致地质灾害比较频繁。主要的地质灾害包括：泥石流、滑坡、地震、崩塌等，具有分布面积广、多发性和持续性、强度大等特点。地质灾害可能产生的公路工程病害见表2。
六、结语
云南省地理环境复杂、差异大，导致公路工程的病害复杂多样，研究云南地理环境与公路病害的关系，可以为公路工程的选线、结构构造的设计和工程维护提供可靠依据。由于云南地理环境的复杂性，在一篇论文中不可能详细论述地理环境与公路病害的关系，需要对地理环境与公路病害的关系进行较为详细的研究划分，以对公路工程的勘察设计、施工、运行维护进行更为有效的帮助和指导，降低工程的建设维护费，提高工程的安全性和可靠性。
参考文献
[1]柏松平.山区公路地质病害机理与技术对策[M].北京：人民交通出版社，2010.
[2]徐雨晴，何吉成.气候变化对公路交通的影响研究进展[J].气象与减灾研究，2016，（39）：1-8.
[3]刘汝明，柏松平.云南公路的泥石流灾害及其防治对策[J].交通标准化，2005，（9）：127-131.
[4]骆银辉.崩塌的形成机理与防治方法[J].西部探矿工程，2008，（12）：1-3.
作者:陈德加 张林洪 胡乐文 郭彪 赵庆保 牟希言 单位:昆明理工大学
